Polytionihapot

Polytionihapot ovat rikkiyhdisteitä, joilla on yleinen kaava H2SnO6 , jossa Niiden suoloja kutsutaan polytionaateiksi . $n\geqslant 2.$

Nimikkeistö

Kaikki polytionaattianionit sisältävät rikkiatomien ketjuja kiinnittyneenä terminaalisiin SO 3H -ryhmiin. Polytionihappojen nimi määräytyy rikkiatomien ketjussa olevien atomien lukumäärän mukaan:

H 2S 2O 6 - ditionihappo _ _
H 2S 3 O 6 - tritionihappo _
H2S4O6 - tetrationihappo _ _ _ _ _
H 2 S 5 O 6 - pentationihappo jne.

Historia

Lukuisilla tämän ryhmän hapoilla ja suoloilla on kunnioitettava historia, ja niiden olemassaolojärjestelmien kemia juontaa juurensa John Daltonin tutkimuksiin H2S :n käyttäytymisestä S02 : n vesiliuoksissa ( 1808 ). Tällaiset ratkaisut on nyt nimetty Ferdinand Wackenroder mukaan, joka suoritti systemaattisen tutkimuksensa (1846). Seuraavien 60-80 vuoden aikana tutkimukset ovat osoittaneet lukuisten ionien läsnäolon, erityisesti tetrationaatti- ja pentationaatti-ioneja (S 4 O 6 2− ja S 5 O 6 2− ).

Hankinta ja ominaisuudet

Viime vuosikymmeninä G. Schmidtin ja muiden saksalaisten tiedemiesten työn tuloksena on syntynyt uusi ajatus: kuinka H 2 S voi reagoida SO 3 :n tai HSO 3 Cl:n kanssa muodostaen tiorikkihappoa H 2 S 2 O3 , myös samanlaisessa reaktiossa H2S2 : n kanssa muodostuu " disulfaanimonosulfonihappoa " H2S2SO3H ; samoin polysulfaanit H 2 S n ( n = 2-6 ) antavat HS n SO 3 H:ta. Polysulfaaniketjun molemmissa päissä tapahtuvat reaktiot johtavat "polysulfaanidisulfonihappojen" HO 3 SS n SO 3 H muodostumiseen, jotka ovat enemmän joita kutsutaan yleisesti polytionihapoiksi.

Näiden happojen syntetisoimiseksi tunnetaan monia menetelmiä, mutta reaktiomekanismi jää epäselväksi, koska samanaikaisesti esiintyy ja kilpailee suuri määrä hapetus-pelkistysreaktioita , katenaatiota ja disproportionaatiota . Tyypillisiä esimerkkejä ovat:

Rikkivedyn ja rikkidioksidin vuorovaikutus . Tässä tapauksessa saadaan monimutkainen seos erilaisista happea sisältävistä rikkihapoista, joilla on hyvin erilainen rakenne, nimeltään Wackenroder-neste .
Kloorisulfaanien reaktiot HSO 3 - tai HS 2 O 3 - kanssa, esim.

{\mathsf {SCl_{2}+2HSO_{3}^{-}\rightarrow [O_{3}SSSO_{3}]^{2-}+2HCl))

{\mathsf {S_{2}Cl_{2}+2HSO_{3}^{-}\rightarrow [O_{3}SSSO_{3}]^{2-}+2HCl))

{\mathsf {SCl_{2}+2HS_{2}O_{3}^{-}\rightarrow [O_{3}SS_{3}SO_{3}]^{2-}+2HCl))

Tiosulfaattien hapetus miedoilla hapettimilla, kuten I 2 : lla , Cu 2+ : lla , S2O82- , H202 : lla , MnO2: lla .
Erilaisia erityisiä synteesimenetelmiä.

Ditionaatti-ioni saadaan hapettamalla rikkidioksidin vesiliuosta mangaani- tai rautaoksidijauheen (MnO 2 , Fe 2 O 3 ) suspensioilla:

{\displaystyle {\mathsf {MnO_{2}+2SO_{2}\rightarrow MnS_{2}O_{6))))

Tritionaatti-ioni syntetisoidaan hapettamalla tiosulfaatti-ioni vetyperoksidilla:

{\mathsf {2S_{2}O_{3}^{2-}+4H_{2}O_{2}\rightarrow S_{3}O_{6}^{2-}+SO_{4}^ {2-}+4H_{2}O}}

Tetrationaatti-ioni voidaan saada hapettamalla tiosulfaatti-ioni jodilla (reaktiota käytetään jodometriassa ):

{\displaystyle {\mathsf {2S_{2}O_{3}^{2-}+I_{2}\rightarrow S_{4}O_{6}^{2-}+2I^{-))))

Natriumtetrationaattia voidaan saada hapettamalla sähkökemiallisesti hyposulfiittia (natriumtiosulfaattia) vesiliuoksessa.

Pentationaatti-ioni saadaan SCl2 : n vaikutuksesta tiosulfaatti-ioniin ja Wakenroder-nesteestä lisäämällä siihen kaliumasetaattia. Ensin putoaa prismaattisia kaliumtetrationaatin kiteitä , sitten kaliumpentationaatin lamellarikiteitä , joista saadaan viinihapon vaikutuksesta pentationihapon vesiliuos .

Kaliumheksationaatti K 2 S 6 O 6 syntetisoituu parhaiten KNO 2 :n vaikutuksesta K 2 S 2 O 3 :een väkevässä HCl :ssä alhaisissa lämpötiloissa.

Vedettömät polytionihapot voidaan valmistaa eetteriliuoksessa seuraavilla kolmella yleisellä menetelmällä:

{\mathsf {HS_{n}SO_{3}H+SO_{3}\rightarrow H_{2}S_{n+2}O_{6}\ (n=1,\ 2\ ...\ kahdeksan)}}

{\mathsf {H_{2}S_{n}+2SO_{3}\rightarrow H_{2}S_{n+2}O_{6}\ (n=1,\ 2\ ...\ 8 )}}

{\mathsf {2HS_{n}SO_{3}H+I_{2}\rightarrow H_{2}S_{2n+1}O_{6}+2HI\ (n=1,\2\ .. .\ 6)}}

Monimutkaisempia polytionaatteja, joissa on jopa 23 rikkiatomia, saadaan tiosulfaattien reaktiolla SCl2:n tai S2Cl2 : n kanssa .

Stabiilimpia ovat polytionihapot, joiden ketjussa on pieni määrä rikkiatomeja ( n = 3÷6 ). Polytionihapot ovat stabiileja vain vesiliuoksissa; väkevöitynä ne hajoavat nopeasti vapauttaen alkuainerikkiä , rikkidioksidia ja joskus rikkihappoa . Polytionihappojen happosuoloja - hydropolytionaatteja - ei ole olemassa. Polytionaatti-ionit ovat huomattavasti stabiilimpia kuin vastaavat hapot.

Hapettavien aineiden ( kaliumpermanganaatti , kaliumdikromaatti ) vaikutuksesta polytionihapot ja niiden suolat hapetetaan sulfaatteiksi , ja vuorovaikutuksessa vahvojen pelkistysaineiden ( natriumamalgaami ) kanssa ne muuttuvat sulfiteiksi ja ditioniiteiksi.

Linkit

Chemistry of chalcogens Arkistoitu 16. lokakuuta 2008 Wayback Machinessa

Kirjallisuus

Volynsky N. P. , Tiorikkihappo. Polytionaatit. Wackenroderin reaktio. - M.: Nauka, 1971. - 80 s.
Busev AI, Simonova LN Rikin analyyttinen kemia. - M.: Nauka, 1975. - 272 s.
Remy G. Epäorgaanisen kemian kurssi, v.1. M.: Ulkomaisen kirjallisuuden kustantamo, 1963. - 921 s.
Greenwood N. Alkuaineiden kemia: 2 osassa. M.: BINOM, 2008. 2 osa - 670 s.